Джеймс Прескотт Джоуль экспериментально определил механический эквивалент теплоты в опыте, который стал известен как "эксперимент Джоуля". В этом опыте он исследовал связь между работой, совершаемой механическими силами, и выделяемым теплом.
Одним из ключевых экспериментов Джоуля был эксперимент с водой, в котором он использовал специально разработанное устройство, известное как "водяной колесо". Он погружал водяное колесо в емкость с водой и позволял падать грузу с известной высоты, приводя в движение колесо. Это приводило к разогреву воды в емкости.
Джоуль измерял изменение температуры воды и затем использовал соотношение между работой и теплом, чтобы определить механический эквивалент теплоты. Он установил, что количество работы, совершаемой механическими силами, было пропорционально количеству выделяемого тепла.
Результаты эксперимента Джоуля привели к определению механического эквивалента теплоты, который в настоящее время составляет около 4,184 джоуля на калорию (4,184 J/cal). Это означает, что каждая калория теплоты, выделяемая в процессе, эквивалентна примерно 4,184 джоулям работы.